Номер 126, страница 212 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Задачи и упражнения - номер 126, страница 212.

Условие.

126. Определите подъёмную силу, действующую на шар-зонд, находящийся на высоте 10 км, если сила тяжести, действующая на него, равна 20 Н. Плотность воздуха на данной высоте 0,41 $\text{кг}/\text{м}^3$. Объём шара 20 $\text{м}^3$.

Решение.

Дано:

$h = 10 \text{ км}$

$F_т = 20 \text{ Н}$

$\rho_в = 0,41 \text{ кг/м}^3$

$V = 20 \text{ м}^3$

Примем $g \approx 10 \text{ Н/кг}$

Найти:

$F_п$ — ?

Решение:

На шар-зонд действуют две основные силы в вертикальном направлении: сила тяжести $F_т$, направленная вниз, и выталкивающая сила (сила Архимеда) $F_А$, направленная вверх. Подъёмная сила $F_п$ является результирующей этих двух сил.

Формула для расчёта подъёмной силы:

$F_п = F_А - F_т$

Сила тяжести $F_т$ дана в условии задачи.

Выталкивающую силу (силу Архимеда) $F_А$ найдём по формуле:

$F_А = \rho_в \cdot g \cdot V$

где $\rho_в$ — плотность воздуха, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, а $\text{V}$ — объём шара.

Подставим числовые значения в формулу для силы Архимеда:

$F_А = 0,41 \frac{кг}{м^3} \cdot 10 \frac{Н}{кг} \cdot 20 м^3 = 82 \text{ Н}$

Теперь, зная выталкивающую силу и силу тяжести, можем рассчитать подъёмную силу:

$F_п = 82 \text{ Н} - 20 \text{ Н} = 62 \text{ Н}$

Ответ: подъёмная сила, действующая на шар-зонд, равна 62 Н.